精英家教網(wǎng)如圖所示,標有“PZ10-10”字樣的小燈泡,與滑動變阻器串聯(lián)后接入12V的電源中,當變阻器的滑片P從一端滑向另一端時,小燈泡的實際功率增大原來的4倍,
求:(1)變阻器的最大阻值.
(2)變阻器接入電路的阻值多大時,小燈泡恰好正常發(fā)光?
(3)當小燈泡正常發(fā)光時,3min內(nèi)電流通過變阻器產(chǎn)生的熱量是多少?
分析:(1)根據(jù)小燈泡的銘牌和公式P=
U2
R
可計算小燈泡的電阻,小燈泡與滑動變阻器串聯(lián)在電路中,當變阻器的滑片P在a端時可知小燈泡兩端的電壓為電源電壓,小燈泡的實際功率增大為原來的4倍,當變阻器的滑片P在b端時,功率為a 端的四分之一,進一步計算小燈泡兩端的實際電壓之比,根據(jù)串聯(lián)電流相等的特點可計算滑動變阻器的電阻.
(2)小燈泡恰好正常發(fā)光小燈泡兩端電壓為額定電壓,根據(jù)I=
P
U
可計算電流,進一步計算滑動變阻器接入的電阻.
(3)根據(jù)電功公式Q=I2Rt可計算當小燈泡正常發(fā)光時,3min內(nèi)電流通過變阻器產(chǎn)生的熱量是多少.
解答:解:(1)R=
U
2
1
P
=
10V2
10W
=10Ω

當變阻器的滑片P在a端時,小燈泡的功率為Pa=
U2
R
,
當變阻器的滑片P在b端時,小燈泡的功率為Pb=
U
2
b
R

Pa
Pb
=4

U
Ub
=2

所以當變阻器的滑片P在b端時小燈泡和滑動變阻器兩端的電壓相等,根據(jù)串聯(lián)電路電流相等可知滑動變阻器的最大阻值和小燈泡的相等為10Ω.
(2)I=
P
U
=
10W
10V
=1A

R0=
U- U1
I
=
12V-10V
1A
=2Ω

答:阻器接入電路的阻值2Ω時,小燈泡恰好正常發(fā)光.
(3)Q=I2Rt=1A2×2Ω×3×60S=360J
答:當小燈泡正常發(fā)光時,3min內(nèi)電流通過變阻器產(chǎn)生的熱量是360J.
點評:本題考查學生對P=
U2
R
和串聯(lián)電路電流特點及電流公式和電功公式的綜合運用.
練習冊系列答案
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